本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自動(dòng)換擋系統(tǒng)及應(yīng)用該自動(dòng)同步換擋系統(tǒng)的電動(dòng)汽車。

背景技術(shù)：

電動(dòng)汽車是指以車載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛，符合道路交通和安全的車輛。相比于傳統(tǒng)汽車，電動(dòng)汽車具有環(huán)境污染少、噪聲低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和使用維修方便等優(yōu)點(diǎn)，隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的日益成熟和人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的提升，電動(dòng)汽車已經(jīng)成為汽車發(fā)展的必然趨勢(shì)。

電動(dòng)汽車采用電控系統(tǒng)控制安裝在電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)橋上的電機(jī)的電壓或者電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)方向的控制。由于電控系統(tǒng)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，故純電動(dòng)汽車相比于傳統(tǒng)汽車來(lái)說(shuō)不需要設(shè)置倒擋裝置。然而如果僅設(shè)置單前進(jìn)擋變速器又很難以滿足用戶和車廠的行駛性能要求，故電動(dòng)汽車的變速器向著兩擋及多擋化方向發(fā)展，多擋位變速器能夠提高車輛加速性能，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)常工作在高效區(qū)間，減小電機(jī)功耗，提高續(xù)航里程和經(jīng)濟(jì)性。然而現(xiàn)有電動(dòng)汽車換擋系統(tǒng)一般采用同步環(huán)實(shí)現(xiàn)齒套與接合齒的同步過程，在換擋過程中存在換擋沖擊、換擋力度大且同步時(shí)間長(zhǎng)等問題，且現(xiàn)有自動(dòng)換擋系統(tǒng)中一般均設(shè)置有防止齒套脫擋的裝置，增加了換擋系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低了換擋的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)同步換擋系統(tǒng)，該換擋系統(tǒng)不僅具有自鎖功能，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、換擋迅速、同步時(shí)間短。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

提供一種自動(dòng)同步換擋系統(tǒng)，包括：

動(dòng)力機(jī)構(gòu)；

減速機(jī)構(gòu)，所述減速機(jī)構(gòu)包括絲杠和螺母套，所述絲杠與所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)的輸出端傳動(dòng)連接，所述螺母套套接在所述絲杠上且能夠沿所述絲杠移動(dòng)；

撥叉機(jī)構(gòu)和換擋機(jī)構(gòu)，所述撥叉機(jī)構(gòu)一端與所述螺母套轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述撥叉機(jī)構(gòu)另一端與所述換擋機(jī)構(gòu)固定連接。

作為優(yōu)選，所述換擋機(jī)構(gòu)包括調(diào)速電機(jī)和同軸設(shè)置的齒套、齒轂、變速齒輪組，所述齒套與所述撥叉機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，所述齒轂?zāi)軌蚺c所述齒套嚙合，所述變速齒輪組包括低擋齒輪組和高擋齒輪組，所述低擋齒輪組和所述高擋齒輪組分別位于所述齒轂兩側(cè)，所述齒套能夠與所述低擋齒輪組或者所述高擋齒輪組嚙合，所述調(diào)速電機(jī)能夠調(diào)節(jié)所述低擋齒輪組和所述高擋齒輪組的轉(zhuǎn)速。

作為優(yōu)選，所述低擋齒輪組包括同軸固定設(shè)置的低擋接合齒輪和低擋從動(dòng)齒輪，所述齒套能夠與所述低擋接合齒輪嚙合，所述低擋接合齒輪位于所述低擋從動(dòng)齒輪和所述齒轂之間。

作為優(yōu)選，所述高擋齒輪組包括同軸固定設(shè)置的高擋接合齒輪和高擋從動(dòng)齒輪，所述齒套能夠與所述高擋接合齒輪嚙合，所述高擋接合齒輪位于所述高擋從動(dòng)齒輪與所述齒轂之間。

作為優(yōu)選，所述撥叉機(jī)構(gòu)包括撥頭和換擋撥叉，所述撥頭和所述換擋撥叉固定連接，所述撥頭通過撥頭安裝軸與所述螺母套轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述換擋撥叉與所述齒套傳動(dòng)連接。

作為優(yōu)選，所述換擋撥叉上設(shè)置有卡接槽，所述撥頭遠(yuǎn)離所述螺母套的一端能夠插入所述卡接槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)所述撥頭和所述換擋撥叉的卡接。

作為優(yōu)選，所述換擋撥叉包括固定連接的第一撥叉片和第二撥叉片，所述第一撥叉片和第二撥叉片整體呈V字形，所述第一撥叉片和所述第二撥叉片之間設(shè)置有撥叉安裝軸，所述換擋撥叉能夠沿所述撥叉安裝軸移動(dòng)。

作為優(yōu)選，所述撥頭安裝軸上設(shè)置有檢測(cè)撥頭位置的撥頭位置傳感器。

作為優(yōu)選，所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括換擋電機(jī)、控制器和接合套，所述換擋電機(jī)固定安裝在外殼上，所述控制器一端與所述換擋電機(jī)的輸出端固定連接，所述控制器遠(yuǎn)離所述換擋電機(jī)的一端與所述接合套固定連接，所述接合套遠(yuǎn)離所述控制器的一端與所述絲杠固定連接。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種電動(dòng)汽車，該電動(dòng)汽車的同步換擋系統(tǒng)不僅具有自鎖功能，成本低、性能可靠，同時(shí)該電動(dòng)汽車無(wú)同步環(huán)結(jié)構(gòu)，換擋迅速且沖擊小。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種電動(dòng)汽車，包含上述任一項(xiàng)所述的自動(dòng)同步換擋系統(tǒng)。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明所提供的自動(dòng)同步換擋系統(tǒng)包括動(dòng)力機(jī)構(gòu)、減速機(jī)構(gòu)、撥叉機(jī)構(gòu)和換擋機(jī)構(gòu)，減速機(jī)構(gòu)包括絲杠和套接在絲杠上的螺母套，螺母套能夠沿絲杠移動(dòng)，絲杠固定連接在動(dòng)力機(jī)構(gòu)的輸出端，撥叉機(jī)構(gòu)一端與螺母套轉(zhuǎn)動(dòng)連接，撥叉機(jī)構(gòu)另一端與換擋機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接。本發(fā)明中的減速機(jī)構(gòu)通過采用絲杠和螺母套組成絲杠螺母副，絲杠螺母副自帶有自鎖功能，相較于現(xiàn)有自動(dòng)換擋系統(tǒng)中的采用自鎖銷或定位銷防止脫擋，采用絲杠螺母副不僅能夠達(dá)到自鎖和減速的目的，還簡(jiǎn)化了整個(gè)換擋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使整個(gè)換擋系統(tǒng)變得更加穩(wěn)定。本發(fā)明還提供了一種采用上述自動(dòng)換擋系統(tǒng)的電動(dòng)汽車，該電動(dòng)汽車的自動(dòng)同步換擋系統(tǒng)不僅具有自鎖功能，成本低、性能可靠，還省去了同步環(huán)結(jié)構(gòu)，從而提高了換擋迅速且減小了換擋沖擊。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所提供的自動(dòng)同步換擋系統(tǒng)摘除外殼后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所提供的自動(dòng)同步換擋系統(tǒng)未摘除外殼時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明所提供的自動(dòng)同步換擋系統(tǒng)未摘除外殼時(shí)的主視圖。

圖中：1、換擋電機(jī)；2、控制器；3、接合套；4、絲杠；5、螺母套；6、撥頭位置傳感器；7、撥頭安裝軸；8、撥頭；9、換擋撥叉；10、撥叉安裝軸；11、齒套；12、齒轂；13、外殼；14、高擋從動(dòng)齒輪；15、高擋接合齒輪；16、低擋從動(dòng)齒輪；17、低擋接合齒輪。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1至3所示，自動(dòng)同步換擋系統(tǒng)包括動(dòng)力機(jī)構(gòu)、減速機(jī)構(gòu)、撥叉機(jī)構(gòu)和換擋機(jī)構(gòu)，動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括換擋電機(jī)1、控制器2和接合套3，換擋電機(jī)1通過法蘭結(jié)構(gòu)固定安裝在外殼13外內(nèi)部，通過法蘭連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，成本低且適合批量生產(chǎn)?？刂破?固定安裝在換擋電機(jī)1的輸出端，控制器2遠(yuǎn)離換擋電機(jī)1的一端與接合套3固定連接，減速機(jī)構(gòu)包括絲杠4和螺母套5，絲杠一端穿過接合套3與換擋電機(jī)1的輸出端傳動(dòng)連接，螺母套5套接在絲杠4上且可沿絲杠4移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)減速的目的。

本實(shí)施例中的減速機(jī)構(gòu)通過采用絲杠4和螺母套5組成絲杠螺母副，絲杠螺母副自帶有自鎖功能，相較于現(xiàn)有自動(dòng)換擋系統(tǒng)中的采用自鎖銷或定位銷，采用絲杠螺母副不僅能夠達(dá)到自鎖和減速的目的，還簡(jiǎn)化了整個(gè)換擋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使整個(gè)換擋系統(tǒng)變得更加穩(wěn)定。

撥叉機(jī)構(gòu)一端與螺母套5轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端與換擋機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接。具體地，撥叉機(jī)構(gòu)包括固定連接的撥頭8和換擋撥叉9，撥頭8通過撥頭安裝軸7與螺母套5轉(zhuǎn)動(dòng)連接，為了能使撥頭8能夠繞撥頭安裝軸7擺動(dòng)，螺母套5外表面上凸設(shè)有兩個(gè)連接柱，兩個(gè)連接柱關(guān)于螺母套5的軸線對(duì)稱設(shè)置，撥頭安裝軸7與每一連接柱之間均設(shè)置有一耳板，耳板的一端設(shè)置有連接孔，另一端設(shè)置有連接凹槽，撥頭安裝軸7插裝在連接孔內(nèi)，連接柱卡入連接凹槽內(nèi)，當(dāng)螺母套5移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)耳板同步移動(dòng)，從而使撥頭安裝軸7發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)撥頭8繞撥頭安裝軸7擺動(dòng)。為了實(shí)時(shí)檢測(cè)撥頭8的位置信息，在撥頭安裝軸7上設(shè)置有撥頭傳感器6，撥頭傳感器6可以把檢測(cè)到的撥頭8的位置信息發(fā)送給控制器2從而調(diào)控?fù)Q擋電機(jī)1。

撥頭8和換擋撥叉9的連接方式可以采用卡接、焊接或者一體成型，在本實(shí)施例中，為了便于撥頭8和換擋撥叉9的拆卸和更換，撥頭8和換擋撥叉9采用卡接的連接方式，具體地，撥頭8為板狀結(jié)構(gòu)，換擋撥叉9包括固定連接的第一撥叉片和第二撥叉片，第一撥叉片和第二撥叉片結(jié)構(gòu)相同，換擋撥叉9整體呈V字形，為了提高撥頭8和換擋撥叉9的連接強(qiáng)度，在第一撥叉片和第二撥叉片的連接處設(shè)置有凸起，凸起上設(shè)置有卡接槽，撥頭8遠(yuǎn)離螺母套5的一端能夠插入卡接槽內(nèi)從而實(shí)現(xiàn)撥頭8和換擋撥叉9的卡接。

為了便于安裝撥叉機(jī)構(gòu)和提高換擋穩(wěn)定性，在第一撥叉片和第二撥叉片之間設(shè)置有撥叉安裝軸10，在換擋過程中，撥叉機(jī)構(gòu)可以沿?fù)懿姘惭b軸10的軸線方向移動(dòng)，撥叉安裝軸10能夠起到限制撥叉機(jī)構(gòu)移動(dòng)方向的作用。第一撥叉片和第二撥叉片遠(yuǎn)離撥頭8的一端均與換擋機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接。為了提高連接強(qiáng)度，在第一撥叉片和第二撥叉片遠(yuǎn)離撥頭8的一端均設(shè)置有一連接部，連接部的延伸方向與第一撥叉片和第二撥叉片的對(duì)稱軸平行。

具體地，換擋機(jī)構(gòu)包括調(diào)速電機(jī)、齒套11、齒轂12和變速齒輪組，變速齒輪組包括低擋齒輪組和高擋齒輪組，齒套11、齒轂12、低擋齒輪組和高擋齒輪組同軸設(shè)置，調(diào)速電機(jī)能夠調(diào)節(jié)低擋齒輪組和高擋齒輪組的轉(zhuǎn)速，齒套11傳動(dòng)連接在第一撥叉片連接部和第二撥叉片連接部之間，具體地，第一撥叉片和第二撥叉片的內(nèi)表面上均設(shè)置有凹槽，齒套11外表面上設(shè)置有環(huán)形凸起，該凸起能夠卡入凹槽內(nèi)，從而保證齒套11既能夠隨換擋撥叉9同步移動(dòng)，又能繞自己的軸線實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)。齒轂12設(shè)置齒套11內(nèi)部，齒轂12位于低擋齒輪組和高擋齒輪組之間，齒套11可以根據(jù)指令左右滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)與齒轂12、低擋齒輪組和高擋齒輪組的嚙合。在本實(shí)施例中，低擋齒輪組包括同軸固定設(shè)置的低擋接合齒輪17和低擋從動(dòng)齒輪16，低擋接合齒輪17位于低擋從動(dòng)齒輪16和齒轂12之間，當(dāng)齒套11與低擋齒輪組嚙合時(shí)，齒套11與低擋接合齒輪17嚙合，此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于低擋；同理，高擋齒輪組包括同軸固定設(shè)置的高擋接合齒輪15和高擋從動(dòng)齒輪14，高擋接合齒輪15位于高擋從動(dòng)齒輪14和齒轂12之間，當(dāng)齒套11與高擋齒輪組嚙合時(shí)，齒套11與高擋接合齒輪15嚙合，此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于高擋；當(dāng)齒轂12與齒套11嚙合時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)處于空擋。

本實(shí)施例還提供了一種電動(dòng)汽車，該電動(dòng)汽車使用了上述自動(dòng)換擋系統(tǒng)，使用該換擋系統(tǒng)的電動(dòng)汽車不僅具有自鎖功能，成本低、性能可靠，還省去了同步環(huán)結(jié)構(gòu)，從而提高了換擋迅速且減小了換擋沖擊。

在換擋過程中，首先將關(guān)于車速、電機(jī)轉(zhuǎn)速和油門踏板等信號(hào)分析處理后形成換擋信號(hào)，進(jìn)而將該換擋信號(hào)輸入控制器2，從而達(dá)到控制換擋電機(jī)1啟停和改變轉(zhuǎn)速方向的目的。換擋電機(jī)1通過控制絲杠4的旋轉(zhuǎn)方向從而控制螺母套5在絲杠4上的運(yùn)動(dòng)方向，當(dāng)換擋電機(jī)1正轉(zhuǎn)時(shí)，絲杠4隨之正轉(zhuǎn)，螺母套5朝遠(yuǎn)離換擋電機(jī)1的方向移動(dòng)；當(dāng)換擋電機(jī)1反轉(zhuǎn)時(shí)，絲杠4隨之反轉(zhuǎn)，螺母套5朝靠近換擋電機(jī)1的方向移動(dòng)。在螺母套5沿絲杠4的移動(dòng)過程中，螺母套5帶動(dòng)撥頭安裝軸7轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)撥頭8擺動(dòng)，撥頭8驅(qū)動(dòng)換擋撥叉9沿?fù)懿姘惭b軸10的軸線方向移動(dòng)，當(dāng)換擋撥叉9朝遠(yuǎn)離換擋電機(jī)1的方向移動(dòng)時(shí)，齒套11與低擋接合齒輪17嚙合，從而實(shí)現(xiàn)換擋至低擋；當(dāng)換擋撥叉9朝靠近換擋電機(jī)1的方向移動(dòng)時(shí)，齒套11與高擋接合齒輪15嚙合，從而實(shí)現(xiàn)換擋至高擋。

在電動(dòng)汽車接收到低擋升高擋信號(hào)時(shí)，控制器2發(fā)出信號(hào)，驅(qū)動(dòng)換擋電機(jī)1將齒套11從低擋接合齒輪17脫離下來(lái)回到空擋，此時(shí)驅(qū)動(dòng)調(diào)速電機(jī)使高擋接合齒輪15轉(zhuǎn)速精確調(diào)到與齒套11相等或相近的轉(zhuǎn)速，待轉(zhuǎn)速同步后，齒套11便可順利無(wú)沖擊的與高擋接合齒輪15接合，完成汽車升擋；在汽車接收到降擋信號(hào)時(shí)，控制器2發(fā)出信號(hào)，驅(qū)動(dòng)換擋電機(jī)1將齒套11從高擋接合齒輪15脫離下來(lái)回到空擋，此時(shí)驅(qū)動(dòng)調(diào)速電機(jī)使低擋接合齒輪17轉(zhuǎn)速精確調(diào)到與齒套11相等或相近的轉(zhuǎn)速，，待轉(zhuǎn)速同步后，齒套11便可順利無(wú)沖擊的與低擋接合齒輪17接合，完成降擋?，F(xiàn)有技術(shù)中一般采用同步環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)齒套和待接合齒輪轉(zhuǎn)速同步的方法，在換擋過程中換擋撥叉撥動(dòng)齒套向同步環(huán)施加壓力，從而對(duì)待接合齒輪產(chǎn)生同步力矩，強(qiáng)制與其同步(同步是指待接合齒輪與同步環(huán)不產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng))，當(dāng)達(dá)到同步時(shí)齒套可順利的越過同步環(huán)與待接合齒輪嚙合，完成換擋操作，在換擋過程中，由于同步環(huán)與待接合齒輪之間通過機(jī)械摩擦產(chǎn)生同步力矩，從而導(dǎo)致?lián)Q擋時(shí)間長(zhǎng)且換擋沖擊力大。本實(shí)施例中自動(dòng)換擋系統(tǒng)直接采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制待接合齒輪的轉(zhuǎn)速?gòu)亩_(dá)到齒套和待接合齒輪轉(zhuǎn)速同步，不僅整體結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，空間更緊湊，且同步響應(yīng)快，換擋時(shí)間短，換擋沖擊小。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為了清楚說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。